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今日の急速に変化するエレクトロニクス産業において、セラミック基板材料は高性能電子デバイスを支える重要な基盤であり、その性能と特性は電子製品の全体的な性能と信頼性に直接影響します。初期のアルミナセラミックスから、後期の窒化アルミニウム、窒化ケイ素、その他の新材料に至るまで、セラミック基板材料の開発は科学技術の絶え間ない進歩と革新を目撃してきました。この記事では、これらのセラミック基板材料の独自の利点と応用の見通し、特に窒化アルミニウムおよび窒化ケイ素セラミックがその優れた性能によって高出力デバイスの放熱および高強度の放熱環境のソリューションにおいてどのように際立っているかを探ります。 、現代のエレクトロニクス産業において不可欠な重要な材料となっています

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アルミナ基板

セラミック基板のパイオニアとして、1929 年以来ドイツのシーメンス社によって開発に成功し、1933 年に工業生産を開始しました。その低価格、優れた安定性、優れた絶縁性と機械的特性により、長い間、幅広い分野で支配的な地位を占めてきました。アプリケーション。しかし、Si に匹敵しない比較的低い熱伝導率と熱膨張係数により、高出力電子製品におけるさらなる開発は制限されており、主に低電圧および低集積度の回路パッケージングの分野で使用されています。

その後、BeO 基板はその高い熱伝導率で際立っていたものの、毒性の問題が克服できない障害となり、日本で禁止されただけでなく、ヨーロッパでも厳しく制限され、その広範な応用が大きく妨げられました。 .

これに対し、SiC単結晶は驚異的な熱伝導率を持っていますが、多結晶SiCセラミックスは結晶方位の違いにより熱伝導率が大幅に低下し、絶縁性能も悪く、誘電損失も大きいため、研究が進んでいます。回路基板の材料が遅い。

このような背景の下で、独自の性能上の利点を備えた窒化アルミニウムおよび窒化ケイ素セラミックが徐々に出現しつつあります。 高い熱伝導率に優れた窒化アルミニウム基板（理論値は最大320W/(m・K)、市販品の熱伝導率も180W/(m・K)～260W/(m・K) ）は、高出力デバイスの放熱問題を解決するための重要な材料となり、1980年代以降、先進国、特に日本の推進のもと、新世代の先進的なセラミックパッケージ材料として急速に発展しました。高い機械的強度と化学的安定性により、過酷な環境でも安定した動作が保証されます。

窒化ケイ素基板、初期段階で過小評価された熱伝導率を経験した後、科学的研究とプロセスの最適化により、非常に低い熱膨張係数（3.2×10−）を維持しながら、熱伝導率は177W/（m・K）を突破して大幅に改善されました。 6/â) を有し、総合的な性能を備えた最も優れたセラミック基板材料の 1 つとなります。その優れた曲げ強度と耐摩耗性は、高強度の放熱環境において並外れた競争力を示します。